Riješena misterija solarne kiše: pljusak plazme koji pada za nekoliko minuta

Na Suncu se javljaju prave padavine, ali ne i voda: To su užarene struje plazme koje se spuštaju vođene magnetskim poljem.. Ovaj fenomen, poznat kao solarna kiša, godinama je zbunjivao istraživače zbog svoje brzine tokom erupcija.

Tim sa Univerziteta Havaja je uveo red u slagalicu radom objavljenim u Astrofizički časopis, gdje Oni pokazuju da hemijski sastav solarne korone ne ostaje fiksan., i taj detalj potpuno mijenja tempo hlađenja i kondenzacije plazme.

Šta je solarna kiša i zašto je bila iznenađujuća

Za razliku od zemaljske kiše, solarna verzija se javlja u koroni, tj. najudaljeniji i vrlo vrući sloj Sunčeve atmosfere, gdje se mala područja plazme naglo hlade, povećavaju gustoću i velikom brzinom padaju u niže slojeve. Zbunjujuće je bilo to što, umjesto da traje satima kako je predviđeno klasičnim modelima, "Kapljice" plazme pojavile su se u roku od nekoliko minuta tokom erupcija.

Posmatranja solarnim sondama i teleskopima potvrdila su ovo ubrzano ponašanje, ali proračuni ga nisu reproducirali. Razlog, autori sada objašnjavaju, To je zato što se od početka pretpostavljalo da je homogen i nepromjenjiv u svojoj mješavini elemenata., pojednostavljenje koje je uzelo svoj danak prilikom simuliranja stvarnosti.

Nedostajući dio: krunica s promjenjivom hemijom

Ključni proboj dolazi u omogućavanju Brojnost elemenata varira u prostoru i vremenu unutar simulacijaUvođenjem promjena u proporciji elemenata niska prva energija jonizacije —kao što su željezo ili silicijum—, Model otkriva da ova područja djeluju kao izuzetno efikasni radijatori. kada su koncentrisani na vrhu koronalnih petlji.

Taj lokalni višak teških elemenata omogućava mnogo brži gubitak energije zračenjem nego što se procjenjuje, što uzrokuje naglo hlađenje i kondenzaciju plazme. Prema timu, predvođenom Luke Fushimi Benavitz Zajedno s Jeffreyjem W. Reepom, podešavanje koronalne hemije bio je "prekidač" koji je omogućio simulaciji da reproducira ono što se vidi u teleskopima.

Korak po korak: od bljeska do plazma kaskade

Sve počinje erupcijom koja impulsivno zagrijava hromosferu., sloj koji se nalazi ispod krune. Ta toplina pokreće takozvano hromosfersko isparavanjeGusti materijal se uzdiže i ispunjava magnetske petlje korone plazmom sličnijom po sastavu fotosfere.

Jednom na vrhu, tok koncentriše elemente poput željeza i silicija na najvišoj tački petljeOva akumulacija, zbog svog velikog kapaciteta zračenja energije, izaziva vrlo lokalizirano hlađenje. Pritisak pada, obližnja okolina pruža više plazme, Gustoća se povećava i dolazi do termičke nestabilnosti, što ubrzava proces.Materijal se kondenzuje i koronalni pljuskovi počinju u roku od nekoliko minuta.

Ovaj lanac događaja - erupcija, isparavanje, obogaćivanje teškim elementima, eksplozivno hlađenje i kolaps - konačno se uklapa u sekvence koje su zabilježili instrumenti posvećeni praćenju solarne aktivnosti. Za autore, To nije anegdotski nusprodukt, ali a suštinski dinamički proces Sunčeve atmosfere.

Implikacije za predviđanje svemirskog vremena

Razumijevanje kada i gdje se ovi plazma pljuskovi formiraju nije samo teorijski trijumf. Povezivanjem solarnih pljuskova sa hemijom i dinamikom magnetskih petlji, Novi model nudi tragove za fino podešavanje upozorenja o svemirskom vremenu, ključnog za zaštitu satelita, komunikacijskih, navigacijskih i elektroenergetskih mreža.

Simulacije vjernije stvarnom ponašanju krune omogućavaju bolje predviđanje efekata erupcija i izbacivanja koronalne maseU praksi, imajući precizniji prozori upozorenja može napraviti razliku između upravljivog poremećaja i skupog prekida kritičnih usluga.

Šta je sljedeće u solarnoj fizici

Studija otvara vrata detaljnijem mapiranju načina na koji se količina elemenata u koroni mijenja tokom vremena i kako se oni povezuju sa promjene u magnetskom poljuTim predlaže kombinovanje modela i zapažanja kako bi se pratile ove varijacije na različitim skalama.

Instrumenti poput Opservatorija solarne dinamike i misije koje se sve više približavaju Suncu, kao što je Sonda Sonda Parker, može pružiti podatke u stvarnom vremenu pomoću kojih se mogu provjeriti i poboljšati ove simulacije. Cilj je Izgraditi jedinstveni okvir koji povezuje erupcije, koronalnu hemiju i ispadanje plazme sa prediktivnim mogućnostima.

con ovaj posao potpisao Luke Fushimi Benavitz, Jeffrey W. Reep, Lucas A. Tarr i Andy SH To en Astrofizički časopis, zajednica ima koherentno objašnjenje zašto se solarni pljuskovi pojavljuju tako brzo tokom erupcija. Ispostavilo se da je manje ujednačena korona nego što se ranije mislilo ključ za razumijevanje tog vatrenog pljuska koji pada na našu zvijezdu.